石油化工石油氣管道阻火器選用、檢驗及驗收標準1GB/T12229通用閥門碳素鋼鑄件技術條件GB/T12230通用閥門不銹鋼鑄件技術條件NB/T47013.2承壓設備無損檢測第二部分：射線檢測2d)裝卸設施的油氣排放(或回收)總管及分支管道。35.0.2排放至火炬的可燃性氣體管道，當無法設置水封或無法確保防止回火的吹掃氣體連續供給時，管道在接入火炬前應設置阻火器。5.0.3可燃性氣體管道、油罐、容器等上面用于檢修時惰化置換的排空管，以及正常操作期間保持關閉的泄壓或排放管等可不(補程度詞)設置阻火器。6阻火器的選用6.1分類6.1.1阻火器按阻火性能可劃分為爆燃型、穩定爆轟型、非穩定爆轟型。6.1.2阻火器按最大試驗安全間隙(MESG)測試氣體爆炸組級別應分為：a)適用于A1級(MESG≥1.14mm)氣體阻火器；b)適用于ⅡA級(MESG>0.9mm)氣體阻火器；c)適用于ⅡB1級(MESG≥0.85mm)氣體阻火器：d)適用于IⅡB2級(MESG≥0.75mm)e)適用于ⅡB3級(MESG≥0.65mm)f)適用于ⅡB級(MESG≥0.5mm)氣體阻火器；g)適用于ⅡC級(MESG<0.5mm)氣體阻火器。6.1.3阻火元件的結構形式可分為波紋板式、平行板式、多孔板式、金屬絲網式和填料式。6.2.1阻火器應取得產品型式認證，認證測試所使用的混合氣體應滿足附錄A的要求。6.2.2阻火器的阻火元件結構型式宜選用波紋板式、平行板式或多孔板式。6.2.3阻火器的安全阻火速度應大于安裝位置可能達到的火焰傳播速度。6.2.4阻火器材質應滿足下列要求：a)阻火器殼體材質宜選用碳鋼或不銹鋼；特殊情況下也可選用鋁合金等輕金屬，鋁合金等輕金屬材料中的鎂含量不應大于6%;b)阻火元件應選用不銹鋼；c)阻火器的所有部件應能承受使用條件下預期的機械荷載、熱荷載和流通介質的化學影響。6.2.5在操作期間可能暴露于火焰的阻火器部件涂層，應能抵抗火焰傳輸造成的損壞。6.2.6阻火器內部用于固定阻火元件的緊固件、阻火層與殼體接觸面等處的間隙應達到該阻火器適用級別的相應阻火要求。6.2.7爆炸性混合物連續排放時間大于或等于30min時，應選用耐燒型阻火器。6.2.8安裝在管道端部的阻火器宜選用爆燃6.2.9安裝在管道端部的阻火器應設有防雨通風罩或其他避免雨水和灰塵落入的措施。6.2.10安裝在管道中的爆燃型阻火器，其法蘭面至潛在火源的距離(Lu)與管徑(D)的比值應滿足a)適用于爆炸組級別為ⅡA1、ⅡA、IIB1、ⅡB2和ⅡB3的阻火器，Lu/D≤50;b)適用于爆炸組級別為ⅡB和ⅡC的阻火器，Lu/D≤30;c)除滿足本標準6.2.10a)款或b)款外，還應滿足制造商提供的設計和測試限定的距離要求；d)對于未識別點火源位置的，不得使用爆燃阻火器。6.2.11安裝在管道中的穩定爆轟型阻火器，其法蘭面至潛在火源的距離要求應由制造商提供；當安裝距離不能滿足要求時應選用非穩定爆轟型阻火器。457.1.7阻火器應按現行國家標準GB/T13347《石油氣體管道阻火器》的規定進行壓降測定，并給出標7.1.9采用鋼板焊制的阻火器殼體，其焊縫應按現行行業標準NB/T47013.2《承壓設備無損檢測第二部分：射線檢測》的規定進行射線透照檢測，檢測技術為AB級，焊接接頭Ⅱ級為合格。7.1.10阻火器的鑄鋼件應符合現行國12230《通用閥門不銹鋼鑄件技術條件》的規定；鑄鋁件應符合現行國家標準GB/T9438《鋁合金鑄7.1.11阻火器水壓試驗用水中氯離子含量應小于或等于25ppm。7.2.1阻火器產品驗收除應按本標準及技術數據表的要求進行外，還應滿足訂貨合同的要求。a)阻火器各構成部件應無明顯加工缺陷或機械損傷，內表面c)阻火器的標牌應牢固地設置在規定的部位，標牌內容應符合本7.2.3阻火器開箱驗收時，應附有裝箱單、產品合格證、產7.2.4在阻火器明顯部位，應設固定的永久性產品標牌，標牌材質宜選用不銹鋼06Cr19Ni10、12Cr18Ni9和10Cr17,標牌厚度應大于或等于0.5mm,并應采用鉚釘或螺釘固定。除此之外的標牌其c)阻火側方向(僅單向時標注);7.2.10包裝箱外應標明放置方向、堆放件數限制、儲存防護條件等。7.2.11包裝箱內應附有塑料袋包裝的產品裝箱單、產品質量合61)制造廠名稱；2)出廠編號及日期；3)產品名稱、規格、數量及凈重；4)用戶名稱及合同號；5)隨箱所附文件及數量；1)制造廠名稱及日期；2)制造廠技術(質量)檢驗部門的公章：3)質量檢驗員的代號及檢驗日期；4)產品名稱、型號、材料及規格；5)名牌上的內容；6)制造標準、其他特殊要求。7.2.13阻火器應儲存在干燥、通風良好的場所，不得與酸、堿等腐蝕性的物品共同儲存。7.2.14阻火器應置于倉庫內保管，避免露天堆放。7適用范圍(等級)MESG值/mm(體積分數)(體積分數)的安全間隙/mm甲烷A乙烯B適用范圍爆炸組(等級)(體積分數)(體積分數)甲烷乙烯B8項目名稱安裝位置(管道中安裝/管端安裝)阻火器類型(爆燃/爆轟)阻火層結構形式爆炸組類別規格(DN)數量(臺)公稱壓力(PN)接管的設計壓力(MPa)接管的設計溫度(℃)介質組成(%(體積分數))流量(Nm3/h)壓力(MPa)溫度(℃)允許最大壓降(kPa)材質殼體阻火元件9NFPA497RecommendedPracticefortheClassificationHazardous(Classified)LocationsforElec1)表示很嚴格，非這樣做不可的：2)表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的：3)表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應這樣做的：5月2日以第16號公告批準發布。4基本規定 5阻火器的設置 6阻火器的選用 207檢驗及驗收 23 石油化工石油氣管道阻火器選用、檢驗及驗收標準4基本規定4.0.4阻火器適用介質的工作壓力和工作溫度范圍是由“最大試驗安全間隙”試驗規定的測試條件所決定的。即超出規定的允許壓力和溫度范圍時，表A.1中給出的MESG值不一定安全。現行國家標準GB/T13347—2010《石油氣體管道阻火器》中規定的阻火器檢測要求，是來源于ISO16852—2010,ISO16852給出的“最大試驗安全間隙”的測試氣體排除了自分解物質(環氧乙烷、乙炔)或富氧混合物(氯作為氧化劑等)等，不同標準會導致不同結果，如美國標準NFPA70(NEC)的爆炸組別不同于ISO16852的爆炸組別，因為NFPA70的“最大試驗安全間隙”的測試氣體不同于ISO16852,其規定的氣體傾向于自分解的混合物(如乙炔或環氧乙烷)。國標或ISO標準中給出的MESG值不適用手自分解物質或富氧混合物氣體，用于這種特殊介質的阻火器應按7.1的要求，使用實際介質和工作參數進行測試，以確保阻火器的安全性能。5阻火器的設置5.0.2對于排放至火炬的可燃性氣體管道，在《石油化工企業可燃性氣體排放系統設計規范》SH3009—2013中規定應設置水封，不宜設置阻火器，但對于超低溫氣體水封不適用，如果沒有雙吹掃氣體源保證連續防回火吹掃，管道在接入火炬前設置阻火器是一種可行的選擇。6阻火器的選用6.1分類6.1.1廣義的阻火器包括：水封設備、高速排放閥等無固定阻火元件的動態阻火器和有固定阻火元件的靜態阻火器，本標準中的阻火器僅是靜態阻火器。阻火器的分類，按阻止暴炸性氣體與空氣混合物爆炸傳播的特征劃分可以更清晰地體現其性能。爆炸傳播的特征分為爆燃、非穩定爆轟和穩定爆轟，從爆燃到穩定爆轟其傳播機理不同，速度和壓力變化較大，對阻火元件的性能要求也不同，因此選用阻火器時應按照火焰傳播機理選擇阻火器的類型，按照適用的爆炸組別確定阻火層的孔隙大小。從嚴格意義上講耐燒型不應稱為一種類型，其只是對于阻火器在抗燒時間上的一種要求。6.1.2按最大試驗安全間隙(MESG)測試氣體爆炸組級別，阻火器分為：IIA1、IⅡA、ⅡB1、ⅡB2、ⅡB3、ⅡB、ⅡC組別，每個組別又都存在爆燃、穩定爆轟和非穩定爆轟。因此，阻火性能加測試氣體爆炸組別的全部信息是正確確定阻火器性能的依據。最大試驗安全間隙(MESG)是實驗室的測試結果，對于混合氣體的最大試驗安全間隙(MESG)不做針對性的試驗測試是找不到的，但在燃燒反應的化學計量能夠確定，且動力學效應不會顯著改變反應產物的條件下，可以采用NFPA497—2017的方法計算。NFPA497—2017明確指出該估算方法不適用(1)純可燃氣體組份的混合物MESG值的計算可參考式(1)計算。MESG.(T)MESG(T) 混合物在溫度T時的最大試驗安全間隙，mm; 混合物中i組分在溫度T時的最大試驗安全間隙，mm;氧氣量帶入式(1),得到該混合氣體的MESG值。合物的MESG比純燃料的MESG要大。當不能確切認定惰性組分始終以一定數量存在時，該方法不能應用于混合物的MESG估算。如果燃料混合物含有氧氣，則需要較少的空氣來實現化學計量燃燒，且其MESG比不含氧氣的混合物的MESG小。含氮或富氧可燃氣體混合物MESG的計算可參考式(3)估算。數，與含氮或富氧燃料混合物在空氣中產生化學計量反應所需氧氣的總摩爾數的比值，按式(4)計算。S燃料混合物的可燃部分的化學需氧量與燃料的摩爾比，按式(5)計算。y多組分燃料混合物中可燃S多組分燃料混合物中i組分燃燒時的化學需氧量對燃料的摩爾比。特別提示：式(3)中的指數1.938是基于含氮和富氧的數據，不適用于純可燃物質混合物中含示例2:由甲烷生產氨，其中合成氣被嚴格限制為25%(體積分數)的氫氣和75%(體積分數)的氮氣。估算該合成氨原料氣的MESG。因為只有一個可燃組分，直接查表得到純組分H?的MESG=0.28mm,可燃組分H?的摩爾分數示例3:估算由甲烷、丙烷和氧氣組成的富氧混合物的MESG,該混合物的組成為：甲烷46%、丙烷23%和氧氣31%。(1)求解可燃(即剔除氧氣的)組分的MESG值。可燃組分組成比例為33%丙烷、67%甲烷，混合物中甲烷和丙烷組分的化學計量反應所需的相對氧氣量分別按式(2)計算如下：將已知的甲烷MESG=1.12mm和丙烷MESG=0.97mm的值，以及甲烷和丙烷組分化學計量反應所需的相對氧氣量帶入式(1),可得：(2)計算燃料混合物的可燃部分的化學需氧量與燃料的摩爾比，按式(5)計算得到：則，此富氧甲烷-乙烷混合燃料的MESG值計算為：主要可燃物質的阻火器選用爆炸組別及最大試驗安全間隙(MESG)見表1。表1主要可燃物質的阻火器選用爆炸組別及最大試驗安全間隙(MESG)化學物質按照NFPA70的分組、分區阻火器選用爆炸組分級一類分區乙醛CI乙酸DⅡ乙酸酐D丙酮DI乙腈DIA乙炔AC丙烯酸[穩定的]D2-丙烯腈[穩定的]IDI乙酸正戊酯DI氨D苯DI1,3-丁二烯[穩定的]ADICI乙酸正丁酯DI丙烯酸正丁酯[穩定的]DIICBcIBDIDIDIDIDIDICI乙醚c[表1(續)化學物質按照NFPA70的分組、分區阻火器選用爆炸組分級一類分區DICI1,4-二氧六環IDCA乙烷乙醇[無水]DI乙烯C乙酸乙二醇乙醚CIA乙二醇乙醚CⅡ乙二醇單甲醚DIIB乙酸乙酯DA丙烯酸乙酯[穩定的]I乙醇[無水]D甲酸乙酯D乙硫醇d甲醛B甲酸DAC11-庚烯IIAAD氫氫氰酸[含量≤20%]CCBDⅡDDIACA甲烷甲醇D乙酸甲酯D丙烯酸甲酯[穩定的]D甲醇D表1(續)化學物質按照NFPA70的分組、分區阻火器選用爆炸組分級一類分區DJADA12-丁酮DJ甲酸甲酯D異氰酸甲酯D甲基丙烯酸甲酯[穩定的]DIIACDA嗎啉石腦油(煤焦油)DⅡ石腦油(石油)DDCIC1-硝基丙烷CBI辛烯DIDAI1-戊醇DI2-戊酮DI1-戊烯DIDI工業廢氣>30%氫氣BD1-丙醇IDI1CIDA乙酸正丙酯D1,2-二氯丙烷D1,2-環氧丙烷I四氫呋喃I化學物質按照NFPA70的分組、分區阻火器選用爆炸組分級一類分區甲苯IDDA1,1-二甲基肼IB乙酸乙烯酯[穩定的]氯乙烯[穩定的]1,1-二氯乙烯DII6.2.2波紋板式、平行板式或多孔板式阻火層是可測量的類型，具有更好的強度、耐燒、阻力降小等優點，其中波紋板式結構是一種廣泛采用的結構形式，通常情況下石油化工企業普遍使用波紋板式結構的阻火器。金屬絲網式和填料式阻火層是不可測量的類型，即其阻火元件的熄火間隙不能在技術上被繪制、測量和控制，因此石油化工企業等重要場所不應該使用此類阻火器。6.2.4阻火器殼體材質通常是選用碳鋼和不銹鋼，但在適當條件下，考慮重量等原因也可以選用鋁合金等輕金屬。輕金屬最常見的是鋁、鎂、鈦以及含有它們的合金，常用于需要亮度、硬度、延展性和耐腐蝕性的許多工業應用中。它們被廣泛認為不能產生點燃易燃氣體所需熱量的摩擦火花。但輕金屬合金有兩個例外，即鋁熱反應和高溫粉末特點，對可燃氣體(如甲烷)而言可能是潛在的點火源。輕金屬及其合金對氧具有親和性，當其與氧承載材料[例如氧化鐵(銹)]緊密接觸時，發生的化學反應稱為鋁反應；鈦及其合金在被硬質材料撞擊或摩擦時，可以產生高度燃燒的高溫粉末。這些“火花”很容易點燃可燃氣體。具有這種潛在危險的輕合金的特點是：鋁、鎂和鈦的總重量之和大于15%,和/或其中鎂和鈦的含量之和大于6%。6.2.10管道中使用的阻火器類型，可以是爆燃型也可以是爆轟型，確定選用哪種類型阻火器的主要因素，取決于是否明確預知點火源的確切位置。ISO16852中，按最大試驗安全間隙(MESG)測試氣體爆炸組別混合氣體的火焰在管道中理想加速過程見圖1,圖1是純理論的估算結果(即火源和阻火器之間無彎曲、無擾流障礙),對于ⅡA1、ⅡA、IⅡB1、IⅡB2和ⅡB3氣體組別，當L/D≤50時是爆燃區間，對IB和C氣體組別，當Lu/D≤30時是爆燃區間，可以使用爆燃型；但實際的管道系統不完全等同于理論假設，因此制造商需提供設計和測試限定的距離要求，以確保安全；在實際工程中，往往很難確切預知可能的火焰位置，因此安裝在管道中的阻火器通常選用爆轟阻火器。圖1火焰在管道中理想加速過程示意圖6.2.12對于儲罐頂部的油氣集合管道系統、裝卸設施的油氣排放(或回收)系統的總管及分支管道，預知可能的火焰位置非常多，不同的潛在火源點至阻火器的距離足已發生爆轟燃燒，因此應選用爆轟阻火器。基于國